专利名称：一种三线式双电容传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电容法液位测量传感器领域，提供了一种三线式双电容传感器，其易于实现自动校准和自适应介质变化的场合。主要应用于液化天然气气瓶内液面高度的测量，也可应用于低温、真空行业液化气体储罐内的液位测量。
背景技术：
根据国际能源发展的方向，适应我国清洁能源的发展战略，液化天然气(LNG)将成为首选的新型燃料，车载LNG气瓶将大面积推广以取代传统的汽油或柴油燃料箱。与汽车燃料箱类似，LNG气瓶也需要一个液位表指示气瓶内液化气的量。目前用于测量LNG液位的电容式液位计，都是采用的单电容式传感器。这种单电容式传感器构成的液位计需要手动进行零刻度和满刻度校准，因而也就预先需要人工测量LNG气瓶的零刻度和满刻度电容值，这给气瓶生产带来极大的不便。另一方面，实践中发现天然气组成成分与产地密切相关，而这种单电容式传感器不能消除此种由于LNG液源不同带来的测量误差。

实用新型内容本实用新型的目的在于为了实现LNG气瓶内液位测量的自动校准和自适应LNG由于液源不同引起的介电常数变化，而提供了 一种三线式双电容传感器。本实用新型为实现上述目的采用以下技术方案一种三线式双电容传感器，其特征在于包括外管，设置外管内的上内管和下内管，所述上内管与外管形成参比电容传感器，下内管与外管形成测量电容传感器，所述上内管和下内管间设置有用于将其绝缘连接在一起的支撑装置。上述方案中，所述支撑装置包括支撑套、支撑筒和支撑环，所述支撑套采用绝缘塑料，支撑套套装在支撑筒外，支持套通过固定在支撑套两端的支撑环固定，支撑筒有效的防止了支持套因为温度变化而收缩产生间隙的问题。上述方案中，还包括三根同型号等长度同轴电缆，其中两个分别连接参比电容传感器和测量电容传感器的内容，另一根悬空作为参考电缆，测量引线参考电容，用于分离参比电容和测量电容的净变化值，并且消除引线长度变化对测量结果的影响。上述方案中，所述内管和外管间设置有绝缘支撑座。上述方案中，所述2个内管内均设置有连接片，所述连接片连接有芯杆，所述芯杆连接用于引出的同轴电缆。上述方案中，所述外管、内管两侧设有上固定套和下固定套。本实用新型因为采用以上技术方案，所以具有以下益效果一、本实用新型不需要手动进行零刻度和满刻度校准，免除了在LNG气瓶生产中人工测量空瓶电容的麻烦，提高了工作效率。由于自动实现液位的零刻度和满刻度校准，并且这种校准在仪器运行中是常态化进行的，使液体介电常数变化与测量结果无关，因此提高了测量精度。用户使用和操作更加简单，有利于推动LNG清洁能源大规模普及和应用。[0013]二、采用本实用新型作为传感器研制的智能型自适应LNG液位计，配以高效的驱动软件，实现了自动液位的零刻度和满刻度校准和自适应LNG液源的变化。测量液位误差小于1%，在行车过程中电磁兼容性良好。

图1为本实用新型的结构示意图；1-上固定套、2-焊管、3-十字堵头、4-绝缘支撑、5-外管、6-上内管、7-下固定套、8-限位环、9-三芯同轴电缆、10-定位套、11-支撑套、12-支撑筒、13-支撑环、14-护线套、15-芯杆、16-连接片、17-穿线管、18- Φ 3 X 0. 3四氟管、19-下内管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步具体说明本实用新型提供的“液化天然气用三线式双电容传感器”采用两个完全相同结构和尺寸的同轴电容，共轴对称安装在一根轴线上。两同轴电容之间间隙小小于整个传感器总长(大约0. 5%)，因此该间隙对测量影响很小。当传感器垂直安装时，下面一个同轴电容作为参比电容传感器，上面一个同轴电容作为测量电容传感器。两个同轴电容用两根同型号等长同轴电缆引出，因此，在无液体时，上下两个电容的测量值是完全相同的。为了分离出参比电容和测量电容的净变化值，引入第3根同型号等长同轴电缆，称为参考电缆。见图示结构，这就构成了三线式双电容传感器。本实用新型包括三芯同轴电缆、外管、上内管、下内管、连接部件和接线部件。外管、上内管和下内管为同轴结构金属管。连接部件包括上固定套、下固定套、焊管、十字堵头、限位环、定位套、绝缘支撑、支撑套、支撑筒和支撑环。接线部件包括护线套、芯杆、连接片、穿线管和Φ3Χ0.3四氟管。本实用新型外管与上下内管之间构成两个结构和尺寸相同的独立传感器电容，分别称为测量电容传感器和参比电容传感器。2.三根同型号等长度同轴电缆中的两根实现测量电容和参比电容的引出，另一根作为参考电缆，测量引线参考电容，用于分离参比电容和测量电容的净变化值，并且消除引线长度变化对测量结果的影响。在采用该实用新型发明作为传感器制作的LNG液位计工作时，由于测量电容传感器和参比电容传感器完全对称的结构形式，以及参考电缆的作用，液位计可以非常容易地通过一个液位变化的学习过程，自动实现液位的零刻度和满刻度校准。这个校准过程完成后，测量结果会与液体介质的介电常数无关，消除了 LNG液源变化对测量结果的影响。
权利要求1.一种三线式双电容传感器，其特征在于包括外管，设置外管内的上内管和下内管， 所述上内管与外管形成参比电容传感器，下内管与外管形成测量电容传感器，所述上内管和下内管间设置有用于将其绝缘连接在一起的支撑装置。
2.根据权利要求1所述的一种自适应传感器，其特征在于还包括三根同型号等长度的同轴电缆，其中两个分别连接参比电容传感器和测量电容传感器的内容，另一根悬空作为参考电缆。
3.根据权利要求1所述的一种三线式双电容传感器，其特征在于所述支撑装置包括支撑套、支撑筒和支撑环，所述支撑套采用绝缘塑料，支撑套套装在支撑筒外，支持套通过固定在支撑套两端的支撑环固定。
4.根据权利要求1所述的一种三线式双电容传感器，其特征在于所述内管和外管间设置有绝缘支撑座。
5.根据权利要求1所述的一种三线式双电容传感器，其特征在于所述2个内管内均设置有连接片，所述连接片连接有芯杆，所述芯杆连接用于引出的同轴电缆。
6.根据权利要求1所述的一种三线式双电容传感器，其特征在于所述外管、内管两侧设有上固定套和下固定套。
专利摘要本实用新型属于电容法液位测量传感器领域，提供了一种三线式双电容传感器，其主旨在于为了实现LNG气瓶内液位测量的自动校准和自适应LNG由于液源不同引起的介电常数变化，该传感器包括外管，设置外管内的2个内管，所述2个内管分中一个与外管形成参比电容传感器，另一个与外管形成测量电容传感器，所述2个内管间设置有用于将连个内管绝缘连接在一起的支撑装置。本实用新型用于液化气液位测量。
文档编号G01N27/26GK202886318SQ201220576669
公开日2013年4月17日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者杨国渝 申请人:成都兰石低温科技有限公司